Как опытный геймер с глубоким интересом к космосу и физике, я нахожу это исследование поверхностного магнитного поля Солнца просто увлекательным! Идея о том, что что-то столь мощное, как магнитное поле Солнца, может возникнуть на такой небольшой глубине, противоречит здравому смыслу, но интригует.
Как любопытный геймер, я наткнулся на интригующую информацию, которая бросает вызов глубине красоты, точно так же, как некоторые утверждают, что физическая привлекательность со временем исчезает. Точно так же новое исследование предполагает, что магнитное поле Солнца, возможно, не так глубоко укоренилось, как мы когда-то думали.
Новые результаты астрофизических исследований показывают, что магнитное поле Солнца не так глубоко, как предполагалось ранее. Исследователи применили компьютерное моделирование для анализа потока плазмы во внешних слоях Солнца, бросив вызов давнему убеждению, что мощное магнитное поле Солнца возникает из глубины звезды (сродни генерации магнитного поля Земли посредством движения ядра). Это открытие потенциально может улучшить нашу способность прогнозировать интенсивность солнечных циклов.
Геффен Васил, профессор математики Эдинбургского университета, и его команда недавно поделились своими выводами в престижном журнале Nature.
Мелководье, нельзя нырять
Васил и его команда применили компьютерное моделирование, чтобы воспроизвести поведение движений плазмы во внешних областях Солнца, называемых конвективной зоной. Эта зона представляет собой очень глубокий слой протяженностью более 124 000 миль, наполненный бурлящей плазмой, нагреваемой снизу ядерным ядром Солнца. Их основное внимание было сосредоточено на понимании явлений, происходящих в самой верхней части этой плазмы, простирающейся примерно на 20 000 миль.
Математик Массачусетского технологического института Китон Бернс, один из соавторов исследования, разработал проект Дедал в Массачусетском технологическом институте, чтобы преуспеть в моделировании гидродинамики. Это варьируется от движения внутриклеточной жидкости до глобальных явлений, таких как земной океан и циркуляция атмосферы. Вопреки распространенным представлениям, Солнце — это не просто большой огненный шар, а массивный шар чрезвычайно горячего газа.
Физики понимают, что магнитное поле генерируется массивным динамо-машиной: механическая энергия движущегося вещества преобразуется в электричество.
Согласно объяснению Бернса, запуск динамо-машины предполагает создание области, в которой большое количество плазмы движется относительно друг друга. Это относительное движение, или сдвиг, преобразует кинетическую энергию плазмы в магнитную энергию.
Астрофизики обычно полагают, что определенный процесс происходит примерно в 125 000 милях под поверхностью Солнца, в нижней части конвекционного слоя. Хотя эта теория широко принята среди экспертов, моделирование, полученное на ее основе, неточно отражает хаотичные, пузырьковые потоки плазмы, наблюдаемые во внешних слоях Солнца, или распределение солнечных пятен на солнечной поверхности. В отличие от спокойных изображений в симуляциях, настоящее Солнце демонстрирует гораздо большую турбулентность. Кроме того, модели магнитных полей, возникающих глубоко внутри Солнца, часто приводят к скоплению солнечных пятен возле его полюсов; однако большинство наблюдаемых солнечных пятен образуются ближе к экватору реального Солнца.
Более глубокое понимание магнитного поведения Солнца может позволить ученым предвидеть конкретные солнечные явления, ответственные за захватывающие дух полярные сияния, а также инциденты, которые помешали весенней сельскохозяйственной деятельности из-за сбоев в работе навигационных систем на тракторах и другой технике, произошедших ранее в мае.
Точно под поверхностью Солнца
Васил и его команда с помощью моделирования обнаружили, что внешние слои Солнца состоят из слоев плазмы, которые обычно вращаются в противоположных направлениях (представьте себе огромную луковицу диаметром 865 000 миль, состоящую из чрезвычайно горячего газа с массивным ядерным реактором в ее ядре). Незначительные изменения в том, как один слой движется относительно другого (представьте себе это как небольшой порыв ветра или рябь), могут вызвать нестабильность, приводящую к самоусиливающейся турбулентности.
Как поклонник астрофизики, я не могу не быть очарован объяснением солнечной нестабильности, данным Лекоане. Удивительно, как маленькая поломка может привести к таким значительным последствиям! Подобно карандашу, ненадежно балансирующему на кончике, малейшее возмущение в нестабильной системе, такой как наше Солнце, может привести к потере равновесия и коллапсу. Внешние слои нашего Солнца ведут себя во многом как котел с кипящей водой, в котором постоянно происходят конвективные движения. Эти бурлящие потоки более чем способны вызвать нестабильность внутри солнечной структуры.
Будучи геймером, исследующим внутреннее устройство Солнечной системы, я обнаружил, что большая часть солнечной нестабильности возникает из-за мощных внутренних ветров. Эти ветры имеют различную скорость в зависимости от глубины вашего пребывания на Солнце. Чем глубже вы ныряете, тем сильнее становятся ветры — примерно до глубины 21 000 миль под поверхностью, где они внезапно замедляются.
«По мнению Лекоане, изменение скорости ветра между поверхностью Солнца и более глубокими слоями представляет собой потенциальный источник энергии, который подпитывает нестабильность». Эта энергия в конечном итоге преобразуется в магнитное поле Солнца.
В вычислительных исследованиях Васила и его команды турбулентность в поверхностных слоях Солнца привела к поразительному сходству магнитных полей и структуры солнечных пятен, аналогичных тем, которые наблюдаются на реальном Солнце.
Согласно исследованиям Лекоане, существуют убедительные доказательства того, что солнечный цикл начинается на поверхности Солнца в экваториальной области.
Прогнозирование сезонов солнечных бурь
Как энтузиаст астрофизики, я в восторге от прогресса исследований Васила и его команды. Их конечная цель — дать нам, астрофизикам, возможность прогнозировать уровни активности солнечного цикла с большей точностью. Это похоже на хрустальный шар, который позволяет нам заглянуть в будущее, как это делают метеорологи, когда они предсказывают сезоны ураганов.
«Эта работа не пытается предсказать отдельные солнечные бури», — говорит Лекоане.
Как заядлый исследователь явлений космической погоды, я могу вам сказать, что в настоящее время Центр прогнозирования космической погоды НОАА способен оценить интенсивность солнечной бури на несколько дней вперед, когда произойдет массивный взрыв плазмы, называемый корональным выбросом массы ( CME), отходит от поверхности Солнца. Однако прогнозирование особенностей предстоящего солнечного цикла представляет собой серьезную проблему. Некоторые солнечные циклы более активны, чем другие, и наличие этой информации очень помогло бы нам в подготовке.
«Лекоане выражает нашу заинтересованность в предсказании того, будет ли предстоящий солнечный цикл исключительно устойчивым или относительно слабым. Предыдущие модели, которые предполагают, что солнечное магнитное поле возникает глубоко внутри Солнца, изо всех сил пытались обеспечить точные прогнозы относительно силы цикла. Наша цель — разработать прогнозы о вероятности многочисленных солнечных бурь во время следующего цикла».
Смотрите также
- С днем рождения, Энн Хэтэуэй: 6 неизвестных фактов об актрисе «Дьявол носит Prada», когда ей исполняется 42 года
- Джон Стамос выразил поддержку Дэйву Кулиеру после того, как последнему поставили диагноз «рак»: «Через все это»
- Слухи – ТРЕЙЛЕР
- Домоседы выбирают эти дешевые вещи, которые делают ваш дом намного лучше
- Trainspotting – стальная книга 4K UHD/BLU-RAY
- Бриджит Джонс без ума от мальчика – ТРЕЙЛЕР
- Этот неистовый носорог «Гладиатор II» и дрожжевые бабуины…
- «Разница в этом…»: «Дюна»: звезды «Пророчества» Оливия Уильямс и Эмили Уотсон о сходстве сериала HBO с «Игрой престолов»
- Любитель – ТРЕЙЛЕР
- Xbox только что анонсировал новый портативный компьютер, но есть загвоздка
2024-05-22 19:50